JPS62287107A - 中心位置測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 〔発明の目的） （産業上の利用分野） 本発明は、被測定物の中心位置を測定する中心位置測定
装置に関する。

（従来の技術） 例えばパイプ等の被測定物の形状を測定する１ｑ合、そ
の被測定物の数個所の中心位置の座標を測定してその座
標を結ぶ直線を算出し、その直線から被測定物の形状を
求める方法が用いられている。

このような場合、従来、バイブ等の被測定物の中心位置
を測定するのに、例えば基台上に左右移動自在、昇降自
在および前後移動自在に設けられたアームの先端に測定
子を設け、この測定子を基台上に配置された被測定物の
測定点つまり被測定物の中心位置に対応する外周部にお
およそに合せて接触させることにより、測定子の接触位
置すなわち測定点の三次元位置を７−ムの移動位置から
１１１定し、そして、予め測定されている被測定物の外
径の値からその測定点に対する中心ｇ　ｔを口出するよ
うにしている。

〈発明が解決しようとする問題点） 上記の方法は、測定子の接触位置を測定してその位置か
ら被測定物の中心位置を求めるものであるが、その測定
子を被測定物の中心位置に対応する外側位置に正確に接
触させるのは困難で、ｍｌ＋定子の接触位置によって中
心位置がずれるため、中心位置を正確に測定することが
できない。このことは、特に、被測定物が異形の場合に
、測定子を中心位置に合せて接触させることが困難であ
るため、その測定自体が困難である。また、測定子の接
触位置から被測定物の中心位置を求めるため、中心位置
を直接測定することができない。

本発明は上述のような問題点に鑑みなされたもので、被
測定物の中心位置を正確に直接測定することのできる中
心位置検出装置を提供することを目的とするものである
。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明の中心位置測定装置は、被測定物ａを配置可能と
する間隔をもって相対した一対のヘッド部２．３を有す
るヘッド本体１と、このヘッド本体１の一方のヘッド部
２から被測定物ａに照射するレーザー光の平行光線りを
発光する平行光線発光部４と、この平行光線発光部４か
ら発光され被測定物ａに照射する平行光線りを被測定物
ａの測定個所における幅方向の両外側を通過可能な細良
い線状に制光する制光部１１と、この１１ｉｌ九部１１
によって制光され被測定物ａの外側を通過し上記他方の
ヘッド部３に入射される平行光線りをその平行光線りの
幅方向に一対とする各光電変換素子１６゜１６で受光し
その受光量に応じた出力を得る受光部１５と、この受光
部１５の各光電変換素子１ｆ３．１６からの出力に基づ
いてその両用力が一致するように制御する処理制御部１
７と、この処理ｉ１＋制御部１７により駆動部り０され
上記ヘッド本体１を幅方向に移動させる駆動部２２とを
異面し、受光部１５の各光電変換素子ｉ６．１６からの
出力が一致した際のヘッド本体１の移動位置に基づいて
被測定物ａの中心位置を測定するものである。

（作用） 本発明の中心位置測定装置は、ヘッド部２゜３間に配置
された被測定物ａに平行光線ｌ、を照射して、その被測
定物ａの幅方向の両外側を通過した平行光線りを受光部
１５の各光電変換素子１６．１６で受光し、その各光電
変換素子１６．１６で平行光線りの受光量に応じた出力
が生じ、この両川ツノに基づいて処理制御部１７により
両用力が一致するように駆動部２２が駆動制御されてヘ
ッド本体１が移動され、そして、受光部１５の各光電変
換素子１６．１６からの出力が一致した際のヘッド本体
１の移動位置に基づいて被より定Ｔｈａの中心位置を測
定するものである。

（実施例） 以下、本発明の一実施例の構成を図面を参照して説明す
る。

第１図において、１はヘッド本体で、被測定物ａを配置
可能とする間隔をもって相対した一対のヘッド部２，３
を有している。

一方のヘッド部２には、このヘッド部２から被測定物ａ
に照射するレーザー光の平行光線しを発光する平行光線
発光部４が配置されている。この平行光線発光部４は、
例えば第２図に示すように、レーザー光発光器５から発
光さ札たレーザー光Ｌｏを複数の反射鏡６により全反射
して一定速度で回転するポリゴンミラー７に導き、そし
て、このポリゴンミラー７の回転につれて、シリンドリ
カルレンズ８を介して図中上側から下側方向に走査する
平行光線しにする構成、または、第３図に示すように、
レーザー光発光器５から発光されたレーザー光Ｌｏをレ
ンズつとこのレンズ９の焦点位置に配置されたセルフコ
ックレンズ１０とにより平行光ＭＬにする構成などにな
っている。

また、上記平行光線発光部４の平行光線発光側正面に、
被測定物ａの中心位置の測定個所における幅方向（図中
上下方向）に細長い線状に平行光線りを制光する制光部
１１が配置され、この制光部１１は、第４図および第５
図にも示すように、光を通さない不透明材料によって長
方形板状に設けられた遮光部１２に光を通すスリット礼
状の透光部１３を設けたものであり、その透光部１３は
、幅方向に被測定物ａの外形幅寸法よりも幅広く、平行
光線りが被測定物ａの両外側を通過可能になっている。

なお、この制光部１１は、透光性を有する基板の表面に
、透光部１３を除いて光を通さない遮光部１２を蒸着等
によって形成してもよい。

上記他方のヘッド部３には、一方のヘッド部２から照射
される平行光線りをレーザー光用フィルタ１４を介して
受光する受光部１５が配置され、この受光部１５は、第
６図にも示すように、幅方向に２分割された一対の光電
変換素子１６．１６を有し、この各光電変換素子１６．
１６によって受光した平行光線りの受光ｍに応じた検出
電流をそれぞれ別々にＩＳる。なお、その光゛層変換素
子１６としては、例えば太陽電池（アモルファス系など
）、−次元または二次元配列のフォトダイオード等を使
用できる。

上記受光部１５は処理制御部１７に接続されている。こ
の処理制御部１７は、各光電変換素子１６．　ＩＧから
の各検出電流をそれぞれ電気的に処理して検出信号とし
て出力する信号出力部１８と、この信号出力部１８から
の各検出信号を比較処理して各検出信号を一致させるた
めの処理信号を出力する処理部１９と、この処理部１９
からの処理信号に基づいて後述する駆動部２２を駆動制
御する制御部２０と、上記処理部、１つおよびｔｉｌｌ
　１ｆＯ部２０が接続された中央処理装置２１とから構
成されている。なお、信号出力部１８および処理部１９
はヘッド本体１のヘッド部３の内部に配置され、制御部
２０および中央処理装置２１はヘッド本体１の外部に配
置される。

この処理制御部１７の制御部２０には駆動部２２が接続
され、この駆動部２２は、制御部２０からの駆動信号に
基づいてヘッド本体１に固定されたナツト２３に螺合す
るボールねじ２４を正逆回転駆動することにより、ヘッ
ド本体１を幅方向に移動させる。

また、ヘッド本体１には、ヘッド本体１の幅方向の移動
位置を検出する検出部２５が取ト１けられ、この検出部
２５は、磁気目盛を有するスケールベース２６がヘッド
本体１に対応して外部に固定され、このスケールベース
２６上を移動して磁気を検出する磁気検出素子を備えた
スケールヘッド２７がヘッド本体１に固定されており、
そして、そのスケールヘッド２７の検出データが上記制
御部２０に出力される。

そうして、ヘッド部２，３間に被測定物ａを配置してい
ない状態で、平行光線発光部４からレーザー光の平行光
線りが発光されると、第６図（ｂ）に示すように、制光
部１１の透光部１３を通過した全ての平行光線りが受光
部１５に照射される。

このとき、この受光部１５の各光電変換素子１６．１６
が受光する平行光線しの受光量は同一で、各光電変検索
子１６．１６が生じる検出電流の値は一致する。

そして、例えば第１図および第４図に示すようなバイブ
の被測定物ａの中心位置を測定する場合、支持固定した
その被１１１１１定物ａがヘッド部２゜３間に配置され
るようにヘッド本体１を移シＪ配性する。そして、平行
光線発光部４から平行光線りを発光すると、制光部１１
を介して平行光線１−が被測定物ａに照射され、その被
測定物ａの幅方向の両外側を通過した平行光線りのみが
受光部１５に照射される。その受光部１５の各光電変換
素子１Ｇ、　ＩＧは、被測定物ａの各外側を通過した平
行光線りを受光し、各受光量に応じた検出電流が生じる
。

このとき１例えば被測定物ａの中心位置に対してヘッド
本体１が図中下側にずれていた場合には、第６図（Ｃ）
に示すように、上側の光電変換素子１６が受光する平行
光線りの受光筒が少なく、下側の光電変換素子１６が受
光する平行光線しの受光りが多く、従って、各光電変換
素子１６．１６が生じる検出電流の値がそれぞれ異なり
、この異なった各検出電流が信号出力部１８を介して処
理部１９で処理され、制御部２０により駆動部２２が駆
動制御されてヘッド本体１が上方に移動される。また、
第６図（ｄ）に示すように、被測定物ａに対してヘッド
本体１が図中上側にずれていた場合には、同様にして駆
動部２２が駆動されてヘッド本体１が下方に移動される
。そして、ヘッド部１の移動に伴い、各光電変換素子１
６．１６が受光する平行光線りの受光部の差すなわち検
出電流の値の差が少なくなり、第６図（ｅ）に示すよう
に、各光電変換素子１６．１６の受光♀が一致すなわち
検出電流の値が一致した時点で、駆動部２２の駆動が停
止されてヘッド本体１の移動が停止される。

そして、このヘッド本体１が停止した位置で、被測定物
ａの中心位置の座標を検出部２５によって読取ることが
できる。

なお、被測定物ａは、第１図および第４図に示した円形
断面の棒状のものに限られず、平行光線りの照射範囲内
にあればどのような形状の被測定物でもその中心位置を
測定することができる。

また、受光部１５は、第７図に示すように、基板２８に
一対の光電変換素子１６．１６を間隔１を開けて配置し
、被測定物ａの幅方向の寸法が広い場合にも中心位置を
測定できるようにしてもよい。

また、第８図に示すように、ヘッド本体１を下部−側に
切欠ぎ部２９を有した矩形枠状に設け、そのヘッド本体
１に、２組の平行光線発光部４等を備えたヘッド部２．
２および受光部１５等を備えたヘッド部３．３をその両
平行光線り、［、が直交するように設（プることにより
、被測定物ａの図中上下方向および左右方向における中
心位置を一度に測定することができる。なお、ヘッド本
体１の切欠き部２９は、被測定物ａがバイブなとの長尺
の場合にその被測定物ａをヘッド本体１内部に配置する
ための進入用として設けられている。

また、第８図に示すヘッド本体１を第９図に示すような
バイブｐの曲げ測定機３０に利用することができる。

この曲げ測定１ｉ３０は、基台３１上に設けられたレー
ル３２に沿ってＸ＠移動台３３がＸ軸方向に移動可能に
設けられ、このＸ軸郭動台３３上に設けられたレール３
４に沿って２軸移動台３５がｚ　ｉｒ＊方向に移動可能
に設けられ、この２軸移動台３５に立設された支柱３６
にｙ軸郭動台３７がｙ軸方向に胃降可能に設けられてお
り、そのｙ＠移動台３７の前端にヘッド本体１が取付け
られている。なお、Ｘ軸郭動台３３、Ｚ軸材動台３５お
よびｙ軸郭動台３７は各駆動部２２によって各軸１〕向
に移動され、その移動を各検出部２５によって検出する
ようになっている。

そして、バイブｐの測定にあたっては、支持固定したバ
イブｐが切欠き部２９を通じてヘッド本体１の内部の測
定位置に配Ｆｆｆされるようにヘッド本体１を移動させ
る。そして、Ｘ軸郭動台３３を移動させてバイブｐの中
心位置測定箇所にヘッド木ｌＡ１を合せ、Ｘ軸および２
軸移動台３３．３５を固定してｙＩ１４１８！ｌ１台３
１のみを移動させてバイブｐのｙ軸方向の中心位置を自
動的に検出し、次に、Ｘ軸およびｙ＠移動台３３．３７
を固定して２軸移動台３５のみを移動させてバイブｐの
Ｘ軸方向の中心位置を自動的に検出し、これによりバイ
ブｐの中心位置測定箇所におけるＸ＠、ｙ＠およ゛び２
軸方向の三次元座標が各検出部２５によって測定できる
。この測定をＸ軸郭動台３３を移動させてバイブｐの複
数の各中心位置測定箇所について行なう。

そして、バイブｐの各中心位置測定箇所における中心位
置座標が中央処理部２１で処理されて各座標を結ぶ直線
が算出され、バイブｐの全体形状を表わす中心線が求め
られる。

なお、バイブｐのｙ軸方向と２軸方向の中心位置を同時
に自動検出するようにしてもよく、また、そのｙ＠右方
向２＠方向の中心位置の自動演出状態でヘッド本体１を
Ｘ軸方向に移動させて、バイブｐの中心位置を連続的に
自動検出して中心線として（ｑるようにしてもよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、一対のヘッド部間に配置された被測定
物に平行光線を照射して、その被測定物の中心位置測定
部の幅方向の両外側を通過した平行光線を受光部の各光
電変換素子で受光することにより、その各光電変換素子
で平行光線の受光♀に応じた出力が生じ、この両川力に
基づいて処理制御部により両川力が一致するように駆動
部が駆動制御されてヘッド本体が移動され、そして、受
光部の各光電変換素子からの出力が一致した際のヘッド
本体の移ａ装置に基づいて被測定物の中心ＩＱＦＩを測
定づるので、被測定物の中心位置を正確かつ自動的に直
接源り定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の中心位６測定装置の一実施例を示す構
成図、第２図および第３図はそれぞれその平行光線発光
部の例を示す構成図、第４図はその要部の拡大（ｊ４４
部、第５図はその制光部の正面図、第６図はその受光部
の受光状態を示す説明図、第７図は本発明の他の実施例
を示す受光部の正面図、第８図は本発明のさらに他の実
施例を示すヘッド本体の側面図、第９図は第８図に示す
ヘッド本体の使用例を示す曲げ測定機の斜視図である。 １・・ヘッド本体、２．３・・ヘッド部、４・・平行光
線発光部、１１・・制光部、１５・・受光部、１６・・
光電変換素子、１７・・処理料り０部、２２・・駆動部
、ａ・・被測定物、「・・平行光線。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）被測定物を配置可能とする間隔をもって相対した
   一対のヘッド部を有するヘッド本体と、このヘッド本体
   の一方のヘッド部から被測定物に照射するレーザー光の
   平行光線を発光する平行光線発光部と、 この平行光線発光部から発光され被測定物に照射する平
   行光線を被測定物の測定個所における幅方向の両外側を
   通過可能な細長い線状に制光する制光部と、 この制光部によって制光され被測定物の外側を通過し上
   記他方のヘッド部に入射される平行光線をその平行光線
   の幅方向に一対とする各光電変換素子で受光しその受光
   量に応じた出力を得る受光部と、 この受光部の各光電変換素子からの出力に基づいてその
   両出力が一致するように制御する処理制御部と、 この処理制御部により駆動制御され上記ヘッド本体を幅
   方向に移動させる駆動部とを具備し、受光部の各光電変
   換素子からの出力が一致した際のヘッド本体の移動位置
   に基づいて被測定物の中心位置を測定することを特徴と
   する中心位置測定装置。
2. （２）ヘッド本体は、２組の平行光線が出射するヘッド
   部および平行光線が入射するヘッド部をその各平行光線
   が直交するように設けたことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の中心位置測定装置。